Химия

Химия

Студент выполняет вариант контрольных заданий (таблица 2), обозначенный двумя последними цифрами шифра в зачетной книжке или студенческом билете, например, шифр 1087 соответствует варианту контрольной работы № 87.

Таблица 2 – Варианты контрольных заданий

Задания по контрольной работе

Закон эквивалентов (задания 1–20)

1. При растворении 0,0547 г металла в кислоте выделилось 750,4 мл водорода (условия нормальные). Вычислить эквивалентную массу металла.

2. В каком количестве NaOH содержится столько же эквивалентных масс, сколько в 146 г КОН?

3. В каком количестве Ва(ОН)2∗8Н2О содержится столько же эквивалентных масс, сколько в 156 г Al(ОН)3?

4. Вычислить эквивалентную массу СО2 в реакции с раствором NaOH при образовании: а) NaHCO3, б) Na2CO3.

5. Вычислить эквивалентную массу H3PO4 в реакциях образования: а) KH2PO4; б) К2НРО4; в)К3РО4.

6. Чему равна эквивалентная масса Al(OH)2Cl в реакции: Al(OH)2Cl + HCl→ AlCl3?

7. Чему равна эквивалентная масса основания при нейтрализации 1 г основания с 2,14 г HCl?

8. Вычислить эквивалентную массу окислителя и восстановителя в реакциях:

а) KMnO4+Na2SO3→MnSO4+Na2SO4+K2SO4+H2O б) KMnO4+Na2SO3+H2O →MnO2+Na2SO4+KOH в) KMnO4+Na2SO3+KOH→ K2MnO4+Na2SO4+H2О г) KMnO4+MnSO4+H2O→ MnO2+K2SO4+H2SO4.

9. На нейтрализацию 1 г кислоты израсходовано 1,247 г КОН. Вычислить эквивалентную массу кислоты.

10. Вычислить эквивалентную массу Са3(РО4)2, зная что 6,2 г его прореагировало с 3,923 г H2SO4, эквивалентная масса которой 49,04 г/моль.

11. При пропускании H2S через раствор, содержащий 5,21 г сульфата не которого металла, образуется 3,61 г его сульфида. Вычислить эквивалентную массу металла.

12.Определить эквивалент и эквивалентную массу CuOHCl в следующих реакциях: CuOHCl + H2 = Cu + HCl + H2O CuOHCl + HCl = CuCl2 + H2O.

13. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,40 г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и соли.

14. Какое количество H2SO4 израсходуется при вытеснении из нее 11,2 л (н.у.) водорода каким-нибудь металлом?

15. При обработке серной кислотой 1 г смеси магния, с оксидом магния выделилось 0,224 л (н.у.) водорода. Определить процентное содержание оксида магния в исходной смеси.

16. При растворении в кислоте 2,33 г смеси железа и цинка было получено 0,896л (н.у.) водорода. Определить состав смеси (в граммах).

17. Вычислите эквивалентную массу и эквивалент H3PO4 в реакциях образования: а) гидрофосфата; б) гидроортофосфата; в) ортофосфата.

18. В каком количестве Cr(OH)3 содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96г Mg(OH)2.

19. В 4,96г оксида одновалентного металла содержится 3,68г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна мольная и атомная масса этого металла?

20. Напишите уравнения реакций Fe(OH)3 c хлороводородной кислотой, при которых образуется следующие соединения железа: а) хлорид дигидроксожелеза; б) хлорид гидроксожелеза; в) хлорид железа. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Fe(OH)3 в каждой из реакций.

Строение атома. Химическая связь и строение вещества (задания 21–60)

21. Напишите электронные формулы атомов хрома и свинца. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

22. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 5s или 3d; 4s или 4p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента, порядковый номер которого 34.

23. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 23 и 29. Учтите, что у последнего происходит провал одного 4sэлектрона на 3d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

24. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента, порядковый номер которого 43.

25. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 36. Какие электроны этих атомов являются валентными?

26. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 24. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов и какие электроны их атомов являются валентными?

27. Чем отличается последовательность в заполнении атомных орбиталей у атомов d-элементов от последовательности заполнения их у атомов sи pэлементов? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 46.

28. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 42, учитывая, что у первого происходит провал одного sэлектрона на d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов, и какие электроны их атомов являются валентными?

29. В чем заключается принцип несовместимости Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома pили d-электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 26 и укажите его валентные электроны.

30. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 23 и 42, учитывая, что у последнего происходит провал одного 5sэлектрона на 4d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов, и какие электроны их атомов являются валентными?

31. Объясните принципы и правила, определяющие последовательность заполнения атомных орбиталей электронами. Напишите электронную формулу элемента с порядковым номером 28.

32. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется химический характер этих соединений при переходе от натрия к хлору?

33. Объясните, исходя из электронного строения атомов, каков физический смысл номера периода и номера группы. Напишите электронные формулы атомов следующих элементов: а) калия, б) ванадия, г) мышьяка.

34. Какие элементы называются электронными аналогами? Перечислите электронные аналоги в шестой группе периодической системы элементов. Какой общей электронной формулой можно описать конфигурацию внешнего электронного слоя халькогенов?

35. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

36. У какого из p-элементов пятой группы периодической системы – фосфора или сурьмы – сильнее выражены неметаллические свойства? Какой из водородных соединений данных элементов является более сильным восстановителем? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.

37. Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов имеет более сильное основание: Ba(OH)2 или Mg(OH)2; Ca(OH)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2? Обоснуйте вам выбор.

38. Напишите электронную формулу атомов элементов 15, 35. Какой смысл вкладывают в себя понятия s-,p-,d-,fэлектронных облаков. Как изобразить их графически?

39. Что понимают под возбужденным состоянием атома? Напишите электронную формулу атома серы, находящегося в нормальном и возбужденном состояниях? Представьте графические электронные формулы для этих соединений.

40. Что характеризуют квантовые числа? Каково соотношение между ними? Комбинация каких атомных орбиталей, в каком количестве возможна для главного квантового числа равного 4?

41. Какую химическую связь называют ковалентной? Чем можно объяснить направленность ковалентной связи? За счет какой связи происходит образования иона гидроксония [H3O]+. Изобразите в виде схемы.

42. Какая ковалентная связь называется неполярной и какая полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи? Энтальпия образования (ΔН), т. е. теплота образования, молекулы Н2 равна – 430 кДж/моль, молекулы О2 – 780 кДж/моль, N2 – 934 кДж/моль. Какие вещества из приведенных обладает более прочной химической связью?

43. Какой способ образования ковалентной связи называется донорноакцепторным? Изобразите ковалентную связь в ионе [Fe(CN)6]3-; укажите какие ионы представляют «донор», какие «акцептор».

44. Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы CO2 и тетраэдрическое – CF4?

45. Какая ковалентная связь называется s-связью и какая p-связью? Что следует понимать под «перекрыванием атомных орбиталей»? Какие виды перекрывания вам известны? Рассмотрите на примере строения молекулы ацетилена.

46. В каких соединениях возникает водородная связь? Чем характеризуется вещества, молекулы которых образуют водородную связь. Приведите схему образования водородной связи на примере воды H2O.

47. Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании комплексного иона: [Cu(NH3)4]2+.Ответ мотивируйте.

48. Что называется дипольным моментом? Какая из молекул HCl, HBr, HI имеет наибольший дипольный момент? Почему? Составьте электронную схему строения молекулы РH3.

49. Почему молекулы СО, BF3, CH4 неполярны, а молекулы H2O и NH3, HF – полярны? Ответ мотивируйте.

50. Составьте электронные схемы строения молекул HCl, N2, CН4. В каких молекулах ковалентная связь является полярной? Как метод валентных связей объясняет угловое строение молекулы H2О?

51. Как изменяется степень полярности водородосоединений элементов подгруппы кислорода и галогенов в рядах: 1. H2O, H2S, H2Se, H2Te, H2Po; 2. HF, HCI, HBr и HI. Ответ мотивируйте.

52. Чем является количественная характеристика степени полярности молекул? Чему равен D (дебай) – ед. дипольного момента. Какие из приведенных молекул полярны: СО2, Н2О, NH3, BeF2, CH4. Почему?

53. Какая химическая связь называется водородной? Между молекулами каких веществ она образуется? Почему вода H2O и фтороводород HF при обычных условиях жидкость, а их аналоги (H2S, H2Se, H2Te и HCI, HBr, HI) – газообразные вещества?

54. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления и валентность, определяемую числом неспаренных электронов атома углерода в соединениях НCОH, C2H5OH, СH3COOH, CO.

55. Объясните с позиций метода ВС (валентных связей) возможность образования молекулы C2N2?

56. Какая химическая связь называется координационной или донорноакцепторной? Разберите строение комплекса [Zn(NH3)4]2+. Укажите донор и акцептор.

57. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет электронное строение молекулы BF3 и иона ВF4?

58. Как метод молекулярных орбиталей (МО) объясняет парамагнитные свойства молекулы кислорода? Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы O2 в методе МО.

59. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы В2, F2, ВF c позиции метода молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях?

60. Энергия диссоциации молекул N2 и CO соответственно равны 945 и 1071 кДж/моль. Объясните близость этих значений с позиций методов ВС (валентных связей) и МО(молекулярных орбиталей) Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы этих молекул. Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях?

Химическая термодинамика (61–80)

61. При сжигании графита образовался оксид углерода (IV) массой 8,86 г. Вычислите теплоту образования CO2 из элементов. Тепловой эффект реакции ∆H = –79,2 кДж.

62. Стандартная теплота образования MgO(к) и CO2(г) соответственно равна –601,8 и –393,5 кДж/моль. Теплота разложения MgCO3 на MgO и CO2 ∆H = +100,7 кДж/моль. Используя эти данные, найдите теплоту образования MgCO3 из элементов (∆Hо298).

63. Вычислите стандартную теплоту образования бензола C6H6 из элементов, если стандартная теплота его сгорания равна –3301,3 кДж/моль, а ∆Hо298 (CO2)(г) = –393,5 и ∆Hо298 (H2O)(ж) = –285,8 кДж/моль.

64. Найдите ∆Hо298 для реакции CaO(к) + H2O(ж) = Ca(OH)2(к).

65. Исходя из теплового эффекта реакции Fe2O3(к) + 3CO(г) = 2Fe(к) + 3CO2(г), равного –26,8 кДж, вычислите ∆Hо298 образования оксида железа (III).

66. Вычислите тепловой эффект реакции горения этилена C2H4(г), учитывая, что ее продуктами являются CO2(г) и H2O(ж).

67. Найдите стандартную теплоту образования NH3(г), зная, что окисление NH3 протекает по термохимическому уравнению: 4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6H2O(ж); ∆Hо298 = –1530 кДж.

68. Найдите ∆Gо298 реакции CO(г) + 1/2O2(г) = CO2(г). Объясните, почему в данной реакции энтропия убывает.

69. Найдите ∆Gо298 реакции 1/2N2(г) + 3/2H2(г) = NH3(г). Как будет изменяться ∆G с ростом температуры для данной реакции, если ∆H при этом остается практически постоянной величиной?

70. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆Gо298 реакции, протекающей по уравнению: C2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(ж).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

71. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆Gо298 реакции, протекающей по уравнению: CO(г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

72. Определите ∆Gо298 реакции, протекающей по уравнению: 4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6H2O(г).

Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

73. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆Gо298 реакции, протекающей по уравнению: CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2 O(ж).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

74. Вычислить значение ΔН протекающих в организме реакций превращения глюкозы:

a) C6H12O6(т) = 2C2H5OH + 2CO2(г);

6) C6H12O6(т) + 6O2(г) = 6CO2(г)r + 6H2O(ж).

Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии?

75. Вычислить ΔНo298 образования MgCO3(т), пользуясь следующими данными:

Сграфит + СО2(г), ΔНо = 393,5 кдж 2Mg(т) + O2(г) = MgO(т), ΔНо =1203кдж;

MgO(т) + СО2(г) = MgCO3(т), ΔНо = 117,7 кдж

76. Сравнить ΔН реакции восстановления оксида железа (III) различными восстановителями: а)Fe2O3(т) + 3H2(г) = 2Fe(т) + 3H2O(т); б)Fe2O3(г) + 3Cграфит = 2Fe(т) + 3CO(т); в)Fe2O3(т) + 3C(г) = 2Fe(т) + 3C2(т)

77. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция, протекающая по уравнению:

H2(г) + CO2(г) = CO(г) + H2О(ж); ∆H = –2,85 кДж?

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите ∆Gо298 этой реакции.

78. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите ∆Gо298 реакции, протекающей по уравнению:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к).

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

79. Эндотермическая реакция взаимодействия металла с диоксидом углерода протекает по уравнению:

CH4(г) + CO2(г) = 2CO(г) + 2H2(г); ∆H = +247,37 кДж.

При какой температуре начнется эта реакция?

80. При какой температуре наступит равновесие системы: CO(г) + 2H2(г) ↔ CH3OH(ж); ∆H = –128,05 кДж?

Химическая кинетика и химическое равновесие (задания 81–100)

81. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 оС, если температурный коэффициент реакции равен 2.

82. Дайте определение понятия «скорость химической реакции», укажите её размерность для реакции, протекающей в объёме фазы, и для реакции, протекающей на границе раздела фаз.

83. Дайте определения понятий «порядок химической реакции» и «молекулярность химической реакции», укажите принципиальное различие между ними.

84. Как и во сколько раз изменится скорость образования аммиака в реакции: N2 + 3H2 → 2NH3, если увеличить давление в исходно